Τι είναι το κύκλωμα κοπής;

Ένα κύκλωμα κοπής, γνωστό και ως αναλυτής τάσης ή ανιχνευτής στάθμης, είναι ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα που λαμβάνει ένα συνεχές αναλογικό σήμα εισόδου και εξάγει μια τετράγωνη ή ψηφιακή κυματομορφή ανάλογα με το αν το σήμα εισόδου υπερβαίνει ένα συγκεκριμένο όριο ή τάση αναφοράς. Λειτουργεί συγκρίνοντας το σήμα εισόδου με την τάση αναφοράς και η έξοδος είναι συνήθως είτε λογικό "1" (υψηλό) όταν το σήμα εισόδου είναι πάνω από το κατώφλι ή λογικό "0" (χαμηλό) όταν το σήμα εισόδου είναι κάτω από το κατώφλι.

Τα κυκλώματα κοπής χρησιμοποιούνται συνήθως σε διάφορα ηλεκτρονικά συστήματα και εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένης της επεξεργασίας σήματος, της ανίχνευσης κατωφλίου, των μετατροπέων αναλογικού σε ψηφιακό, της διάκρισης επιπέδου τάσης, της μετάφρασης λογικού επιπέδου και της διαμόρφωσης κυματομορφής. Μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν ως συγκριτές πλάτους, συγκριτές παραθύρων ή ανιχνευτές μηδενικής διασταύρωσης.

Ακολουθεί μια βασική εξήγηση του τρόπου λειτουργίας ενός κυκλώματος κοπής:

1. Τάση αναφοράς: Το κύκλωμα έχει μια τάση αναφοράς (Vref), η οποία είναι η τιμή κατωφλίου που καθορίζει πότε πρέπει να αλλάξει κατάσταση η έξοδος.

2. Σήμα εισόδου: Το αναλογικό σήμα εισόδου (Vin) συγκρίνεται με την τάση αναφοράς.

3. Συγκριτικός: Το κύκλωμα κοπής χρησιμοποιεί συνήθως έναν συγκριτή (ένα ηλεκτρονικό εξάρτημα που συγκρίνει δύο τάσεις) για να προσδιορίσει εάν το σήμα εισόδου υπερβαίνει ή πέφτει κάτω από την τάση αναφοράς.

4. Έξοδος: Με βάση τη σύγκριση, ο συγκριτής παράγει το ψηφιακό σήμα εξόδου. Εάν το σήμα εισόδου είναι μεγαλύτερο ή ίσο με την τάση αναφοράς, η έξοδος ορίζεται σε "1". Εάν το σήμα εισόδου είναι μικρότερο από την τάση αναφοράς, η έξοδος ορίζεται σε "0".

Το κατώφλι ή η τάση αναφοράς μπορεί να ρυθμιστεί χρησιμοποιώντας έναν διαιρέτη τάσης, ένα ποτενσιόμετρο ή άλλες πηγές αναφοράς τάσης. Το σήμα εισόδου μπορεί να έχει διάφορες μορφές, όπως ημιτονοειδή, τετράγωνα κύματα ή οποιοδήποτε άλλο σήμα τάσης που απαιτεί ανίχνευση στάθμης ή κοπή.

Τα κυκλώματα κοπής μπορούν να υλοποιηθούν χρησιμοποιώντας διάφορα ηλεκτρονικά εξαρτήματα, συμπεριλαμβανομένων λειτουργικών ενισχυτών, τρανζίστορ, συγκριτών τάσης ή τσιπ αποκλειστικού ολοκληρωμένου κυκλώματος (IC) ειδικά σχεδιασμένα για εφαρμογές κοπής. Ο σχεδιασμός του κυκλώματος κοπής μπορεί να ποικίλλει ανάλογα με παράγοντες όπως η ακρίβεια, η ταχύτητα, η θόρυβος και οι απαιτήσεις κατανάλωσης ενέργειας.